Министерство образования и науки РФ

Министерство образования и науки РФ

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)

Федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ,

ОБУЧАЮЩИХСЯ ЗАОЧНО

ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

«ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ»

Нижнекамск 2013

Основы метрологии.

Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и технических наук, так как повышение точности измерений является одним из средств совершенствования путей познания природы человеком, открытий и практического применения точных знаний.

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Современная метрология включает три составляющие: законодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию.

Для количественного описания различных свойств процессов и физических тел вводится понятие величины. Величина – это свойство чего-либо, что может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно.

Величины можно разделить на два вида: реальные и идеальные. Идеальные величины главным образом относятся к математике и являются обобщением конкретных реальных понятий.

Реальные величины делятся на физические и нефизические. Физической величиной называют одно из свойств физического объекта (явления, процесса), которое является общим в качественном отношении для многих физических объектов, отличаясь при этом количественным значением. К нефизическим следует отнести величины, присущие общественным (нефизическим) наукам – философии, социологии, экономике и т. д.

Объектом измерений являются физические величины, которые делятся на основные и производные. Основные величины не зависимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, которые называются производными от них. В совокупности основные и производные единицы образуют систему единиц физических величин. Наиболее широко распространена во всем мире Международная система единиц СИ, которая определяет семь основных единиц физических величин для их использования в международных отношениях:

– единица длины – метр;

– единица массы – килограмм;

– единица времени – секунда;

– единица силы электрического тока – ампер;

– единица термодинамической температуры – кельвин;

– единица количества веществ – моль;

– единица силы света – кандела.

Для воспроизведения единиц физических величин пользуются эталонами, которые являются высокоточной мерой, предназначенной для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерения. Эталон должен обладать тремя взаимосвязанными свойствами: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Абсолютное большинство величин, параметров и показателей процесса является случайными, т.е. появление определенного значения величины зависит только от законов математической статистики. Для расчета наиболее вероятного значения необходимо рассчитать дисперсию или меру разброса случайной величины около наиболее вероятного значения.

Алгоритм расчета вероятного значения выглядит следующим образом:

1. Нахождение среднеарифметического значения случайной величины .

2. Оценка дисперсии случайной величины:

где N – общее число полученных результатов или объем выборки.

3. Определение наиболее вероятного значения случайной величины:

где t – табличное значение критерия Стьюдента, зависящее от степени свободы f (f=N-1) и вероятности Р (Р=0,95).

Для сравнения качественных и количественных показателей нескольких процессов выдвигаются и проверяются различные гипотезы (проверяемая и нулевая). Для проверки правильности одной из выдвинутой гипотезы применяют различные критерии сравнения.

1. Критерий Фишера позволяет сравнивать качественные показатели процессов и делать вывод о стабильности.

− расчетное значение критерия Фишера.

Если , то первый процесс по сравнению со вторым менее стабилен (проверяемая гипотеза).

Если , то стабильность процессов при заданной вероятности одинакова (нулевая гипотеза).

Если , то с заданной вероятностью Р можно утверждать, что S₁>S₂, т.е. верна проверяемая гипотеза и стабильность второго процесса выше, чем у первого. Если , то с заданной вероятностью Р можно утверждать, что верна нулевая теория.

2. Z – критерий позволяет сравнивать между собой количественные показатели и применять в тех случаях, когда отсутствуют гарантированные значения.

Проверяемая гипотеза:` .

Нулевая гипотеза:

Если с заданной вероятностью Р можно утверждать, что верна проверяемая гипотеза.

3. Критерий Пирсона (X² – критерий) позволяет сравнивать между собой качественные показатели процесса в случае наличия гарантий на дисперсию или наличия многократно подтвержденной дисперсии.

Проверяемая гипотеза .

Нулевая гипотеза .

Если , то с заданной вероятностью Р можно утверждать о том, что верной оказывается проверяемая гипотеза, и наоборот.

Большинство выдвигаемых и проверяемых гипотез оказываются работающими только для тех выборок, которые подчиняются закону нормального распределения (ЗНР). Для определения принадлежности выборки к ЗНР используют метод коэффициентов, который основан на выполнении трех стадий:

1) ,

где x_i – значение случайной величины выборки;

а_i – эмпирически табулированные коэффициенты.

Перед подстановкой в формулу выборку необходимо расположить в порядке возрастания.

2) Расчет суммы квадратов отклонения: .

3) Если >W_kp, то можно утверждать, что данная выборка подчиняется закону нормального распределения. W_кр является функцией объема выборки и принимает следующие значения:

W_кр =0,93 (N ≤ 10)

W_кр =0, 95 (N от 11 до 20)

W_кр =0,965 (N от 21 до 30).

4. Q – критерий. Очень часто в практике встречается случай, когда одно из значений случайной величины в объеме выборки значительно отличается от всех остальных. В этом случае необходимо провести проверку при помощи Q − критерия. Для этого выборку ранжируют в порядке возрастания или убывания с тем условием, чтобы X_N являлось подозрительной величиной.

Если , то с заданной вероятностью Р можно утверждать, что проверяемая величина (или значение) является результатом грубой ошибки и при проведении статистической обработки должна быть исключена из объема выборки.

5. U – критерий позволяет сравнивать качественные показатели процесса при наличии гарантированных количественных показателей.

,

где а – гарантированное значение случайной величины,

s² − гарантированное значение дисперсии,

–среднее значение случайной величины.

Нулевая гипотеза о равенстве: .

Проверяемая гипотеза:` .

Если , то с заданной вероятностью Р можно утверждать, что верной оказывается проверяемая гипотеза, и наоборот.

6. Т – критерий или критерий Стъюдента.

В некоторых случаях может реализовываться ситуация с отсутствием гарантируемого значения дисперсии. В этом случае используется Т – критерий или критерий Стьюдента.

Нулевая гипотеза .

Проверяемая гипотеза .

,

где а – гарантированное значение случайной величины.

В том случае, если , то с заданной вероятностью Р можно утверждать, что верной оказывается нулевая гипотеза, и наоборот.

Задачи для первого задания.

1.В ходе работы двух реакторов по выделению конечного продукта ежедневно снимались следующие показатели селективности процесса:

1 реактор

2 реактор

FТ

2,3

ZT

1,65

Рассчитать:

1)наиболее вероятные значения селективности каждого процесса;

2)F – критерий;

3)Z – критерий.

2.Оценка дисперсии по конверсии процесса составляет σ²=3. Показания конверсии снимались в течение 20 дней и выглядят следующим образом:

Х^2Т

30,1

Рассчитать критерий Пирсона и проверить принадлежность данной выборки Закону нормального распределения.

А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7	А8	А9	А10
0,4734	0,3211	0,2565	0,2085	0,1686	0,1334	0,1013	0,0711	0,0422	0,0140

3.Выборка значений конверсии процесса представлена следующим образом:

Имеет ли данная выборка грубые ошибки? Рассчитать U и Т – критерии.

Qтаб 15	Qтаб 14	a	σ^2	Uтаб	t
0,338	0,35	73,8		1,65	2,15

4. В ходе работы двух реакторов по выделению конечного продукта ежедневно снимались следующие показатели селективности процесса:

1 реактор

2 реактор

FТ

2,3

ZT

1,65

Рассчитать:

1)наиболее вероятные значения селективности каждого процесса;

2)F – критерий;

3)Z – критерий.

5. Оценка дисперсии по конверсии процесса составляет σ²=3. Показания конверсии снимались в течение 20 дней и выглядят следующим образом:

Х^2Т

30,1

Рассчитать критерий Пирсона и проверить принадлежность данной выборки Закону нормального распределения.

А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7	А8	А9	А10
0,4734	0,3211	0,2565	0,2085	0,1686	0,1334	0,1013	0,0711	0,0422	0,0140

6. Выборка значений конверсии процесса представлена следующим образом:

Имеет ли данная выборка грубые ошибки? Рассчитать U и Т – критерии.

Qтаб 15	Qтаб 14	a	σ^2	Uтаб	t
0,338	0,35	93,3		1,65	2,15

7. В ходе работы двух реакторов по выделению конечного продукта ежедневно снимались следующие показатели селективности процесса:

1 реактор

2 реактор

FТ

2,3

ZT

1,65

Рассчитать:

1)наиболее вероятные значения селективности каждого процесса;

2)F – критерий;

3)Z – критерий.

8. Оценка дисперсии по конверсии процесса составляет σ²=3. Показания конверсии снимались в течение 20 дней и выглядят следующим образом:

Х^2Т

30,1

Рассчитать критерий Пирсона и проверить принадлежность данной выборки Закону нормального распределения.

А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7	А8	А9	А10
0,4734	0,3211	0,2565	0,2085	0,1686	0,1334	0,1013	0,0711	0,0422	0,0140

9. Выборка значений конверсии процесса представлена следующим образом:

Имеет ли данная выборка грубые ошибки? Рассчитать U и Т – критерии.

Qтаб 15	Qтаб 14	a	σ^2	Uтаб	t
0,338	0,35	90,2		1,65	2,15

10. В ходе работы двух реакторов по выделению конечного продукта ежедневно снимались следующие показатели селективности процесса:

1 реактор

2 реактор

FТ

2,3

ZT

1,65

Рассчитать:

1)наиболее вероятные значения селективности каждого процесса;

2)F – критерий;

3)Z – критерий.

11. Оценка дисперсии по конверсии процесса составляет σ²=3. Показания конверсии снимались в течение 20 дней и выглядят следующим образом:

Х^2Т

30,1

Рассчитать критерий Пирсона и проверить принадлежность данной выборки Закону нормального распределения.

12. Выборка значений конверсии процесса представлена следующим образом:

Имеет ли данная выборка грубые ошибки? Рассчитать U и Т – критерии.

Qтаб 15	Qтаб 14	a	σ^2	Uтаб	t
0,338	0,35			1,65	2,15

13. В ходе работы двух реакторов по выделению конечного продукта ежедневно снимались следующие показатели селективности процесса:

1 реактор

2 реактор

FТ

2,3

ZT

1,65

Рассчитать:

1)наиболее вероятные значения селективности каждого процесса;

2)F – критерий;

3)Z – критерий.

14. Оценка дисперсии по конверсии процесса составляет σ²=3. Показания конверсии снимались в течение 20 дней и выглядят следующим образом:

Х^2Т

30,1

Рассчитать критерий Пирсона и проверить принадлежность данной выборки Закону нормального распределения.

15. Выборка значений конверсии процесса представлена следующим образом:

Имеет ли данная выборка грубые ошибки? Рассчитать U и Т – критерии.

Qтаб 15	Qтаб 14	a	σ^2	Uтаб	t
0,338	0,35			1,65	2,15

16. В ходе работы двух реакторов по выделению конечного продукта ежедневно снимались следующие показатели селективности процесса:

1 реактор

2 реактор

FТ

2,3

ZT

1,65

Рассчитать:

1)наиболее вероятные значения селективности каждого процесса;

2)F – критерий;

3)Z – критерий.

17. Оценка дисперсии по конверсии процесса составляет σ²=3. Показания конверсии снимались в течение 20 дней и выглядят следующим образом:

Х^2Т

30,1

Рассчитать критерий Пирсона и проверить принадлежность данной выборки Закону нормального распределения.

18. Выборка значений конверсии процесса представлена следующим образом:

Имеет ли данная выборка грубые ошибки? Рассчитать U и Т – критерии.

Qтаб 15	Qтаб 14	a	σ^2	Uтаб	t
0,338	0,35			1,65	2,15

19. В ходе работы двух реакторов по выделению конечного продукта ежедневно снимались следующие показатели селективности процесса:

1 реактор

2 реактор

FТ

2,3

ZT

1,65

Рассчитать:

1)наиболее вероятные значения селективности каждого процесса;

2)F – критерий;

3)Z – критерий.

20. Оценка дисперсии по конверсии процесса составляет σ²=3. Показания конверсии снимались в течение 20 дней и выглядят следующим образом:

Х^2Т

30,1

Рассчитать критерий Пирсона и проверить принадлежность данной выборки Закону нормального распределения.

21. Выборка значений конверсии процесса представлена следующим образом:

Имеет ли данная выборка грубые ошибки? Рассчитать U и Т – критерии.

Qтаб 15	Qтаб 14	a	σ^2	Uтаб	t
0,338	0,35	87,5		1,65	2,15

22. В ходе работы двух реакторов по выделению конечного продукта ежедневно снимались следующие показатели селективности процесса:

1 реактор

2 реактор

FТ

2,3

ZT

1,65

Рассчитать:

1)наиболее вероятные значения селективности каждого процесса;

2)F – критерий;

3)Z – критерий.

23. Оценка дисперсии по конверсии процесса составляет σ²=3. Показания конверсии снимались в течение 20 дней и выглядят следующим образом:

Х^2Т

30,1

Рассчитать критерий Пирсона и проверить принадлежность данной выборки Закону нормального распределения.

24. Выборка значений конверсии процесса представлена следующим образом:

Имеет ли данная выборка грубые ошибки? Рассчитать U и Т – критерии.

Qтаб 15	Qтаб 14	a	σ^2	Uтаб	t
0,338	0,35	78,3		1,65	2,15

25. В ходе работы двух реакторов по выделению конечного продукта ежедневно снимались следующие показатели селективности процесса:

1 реактор

2 реактор

FТ

2,3

ZT

1,65

Рассчитать:

1)наиболее вероятные значения селективности каждого процесса;

2)F – критерий;

3)Z – критерий.

26. Оценка дисперсии по конверсии процесса составляет σ²=3. Показания конверсии снимались в течение 20 дней и выглядят следующим образом:

Х^2Т

30,1

Рассчитать критерий Пирсона и проверить принадлежность данной выборки Закону нормального распределения.

Стандартизация.

Стандартизация – установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон в частности для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении условий эксплуатации и требований безопасности.

Основными задачами стандартизации являются: обеспечение взаимопонимания между всеми заинтересованными сторонами; установление оптимальных требований к номенклатуре и качеству объекта стандартизации в интересах потребителя и государства; определение требований по безопасности, совместимости, а также взаимозаменяемости продукции; унификация конструктивных частей изделий; оптимизация технологических процессов с целью экономии ресурсов.

При разработке отечественных стандартов учитываются рекомендации организаций по стандартизации. Головной международной организацией в области стандартизации является ИСО.

Цель ИСО – содействие развитию стандартизации в мировом масштабе для облегчения международного товарообмена и взаимопомощи, а также для расширения сотрудничества области интеллектуальной, научной, технической и экономической деятельности.

Органами ИСО являются Генеральная ассамблея, Совет, комитеты Совета, Исполнительное бюро, Центральный секретариат, технические комитеты, подкомитеты, рабочие группы.

При стандартизации широкое применение получили следующие методы: упрощение (симплификация); упорядочение (систематизация и классификация) объектов стандартизации; унификация; агрегатирование; типизация.

Симплификация – форма стандартизации, цель которой уменьшить число типов или других разновидностей изделий до числа, достаточного для удовлетворения существующих в данное время потребностей.

Агрегатирование – принцип создания машин, оборудования, приборов и других изделий из унифицированных стандартных агрегатов (автономных сборочных единиц), устанавливаемых в изделии в различном числе и комбинациях.

Упорядочение объектов стандартизации является универсальным методом в области стандартизации продукции, процессов и услуг. Упорядочение как управление многообразием связано, прежде всего, с сокращением этого многообразия. В него входят систематизация и классификация.

Унификация – это приведение объектов одинакового функционального назначения к единообразию по установленному признаку и рациональное сокращение числа этих объектов на основе данных об их эффективной применяемости.

Одной из важнейших составных частей любой системы управления является контроль и надзор за соблюдением определенных требований. В системе управления качеством продукции – это государственный надзор и ведомственный контроль за внедрением и соблюдением технических регламентов и национальных стандартов, метрологического обеспечения и качества продукции. По содержанию контроль и надзор идентичны. Различие заключается в полномочиях субъектов, их осуществляющих. В отличие от контроля надзор осуществляется в отношении объектов, не находящихся в ведомственном подчинении органам, которые его осуществляют.

Вопросы для второго задания.

1. Принципы, лежащие в основе стандартизации.

2. Международная организация по стандартизации (ИСО): организационная структура и основные цели, задачи.

3. Органы и службы стандартизации: государственный комитет РФ по стандартизации.

4. Органы и службы стандартизации: технические комитеты по стандартизации.

5. Нормативные документы по стандартизации: технические условия, правила, рекомендации.

6. Общероссийские классификаторы.

7. Российские организации по стандартизации.

8. Работы, выполняемые по стандартизации.

9. Методы стандартизации.

10. Категории стандартов.

11. Виды стандартов.

12. Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов.

13. Цели и задачи стандартизации.

14. Основные законодательные акты.

15. Порядок разработки стандартов.

16. Стандартизация услуг.

17. Деятельность ЕС по стандартизации.

18. Применение международных стандартов в РФ.

19. Правовые основы стандартизации.

20. Государственная система стандартизации (ГСС).

21. Международная электротехническая комиссия (МЭК).

22. Международные организации, участвующие в стандартизации.

23. Стандартизация в зарубежных странах.

24. Основополагающие стандарты ГСС.

25. Исторические основы развития стандартизации.

26. Уровень стандартизации и унификации изделий.

Сертификация.

Сертификация – это действие третьей стороны, доказывающее, что обеспечивается необходимая уверенность в том, что должным образом идентифицированная продукция, процесс или услуга соответствует конкретному стандарту или другому нормативному документу.

В сертификации продукции, услуг и иных объектов участвуют первая (изготовитель или продавец), вторая (потребитель или покупатель), третья сторона. Третья сторона – лицо или орган, признаваемые независимыми от участвующих сторон в рассматриваемом вопросе.

Сертификация может носить обязательный и добровольный характер.

Обязательная сертификация осуществляется на основании законов и законодательных положений и обеспечивает доказательство соответствия товара (процесса, услуги) требованиям технических регламентов, обязательным требованиям стандартов. Поскольку обязательные требования этих нормативных документов относятся к безопасности, охране здоровья людей и окружающей среды, то основным аспектом обязательной сертификации являются безопасность и экологичность. Для осуществления обязательной сертификации создаются системы обязательной сертификации, цель их доказательство соответствия продукции, подлежащей обязательной сертификации, требованиям технических регламентов, стандартов, которые в законодательном порядке обязательны к выполнению, либо обязательным требованиям стандартов.

Добровольная сертификация проводится по инициативе юридических или физических лиц на договорных условиях между заявителем и органом по сертификации в системах добровольной сертификации. Заявителем может быть изготовитель, поставщик, продавец, потребитель продукции.

В отличие от обязательной сертификации, объекты которой и подтверждение их соответствия связаны с законодательством, добровольная сертификация касается видов продукции (процессов, услуг), не включенных в обязательную номенклатуру и определяемых заявителем. Решение о добровольной сертификации обычно связано с проблемами конкурентоспособности товара, продвижением товаров на рынок (особенно зарубежный); предпочтениями покупателей, все больше ориентирующихся в своем выборе на сертифицированные изделия. Как правило, развитие добровольной сертификации поддерживается государством.

Орган по сертификации – это официально признанная путем аккредитации на компетентность и независимость организация, которая имеет право выполнять сертификацию однородной продукции в определенной области аккредитации. Системы сертификации пользуются услугами испытательных лабораторий. При проведении сертификации испытательная лаборатория должна обеспечивать беспристрастность в работе с заявителем, независимость со стороны высших руководителей, если она является частью фирмы, или влиятельных клиентов, а также обладать технической компетентностью. Испытательная лаборатория должна обладать четко отрегулированными и документально оформленными рабочими процедурами, которые сопровождают весь испытательный процесс от приема заказа до выдачи протокола испытаний.

Объектами аккредитации являются организации, осуществляющие деятельность в области оценки соответствия: испытательные лаборатории, органы по сертификации, контролирующие организации; метрологические службы юридических лиц; организации, осуществляющие специальную подготовку экспертов.

Главные цели аккредитации – обеспечение доверия к организациям путем подтверждения их компетентности; создание условий для взаимного признания результатов деятельности разных организаций в одной и той же области.

Процедура аккредитации состоит из следующих последовательно выполняемых действий:

1) представление заявителем заявки на аккредитацию;

2) экспертиза документов по аккредитации;

3) аттестация заявителя;

4) анализ всех материалов и принятие решений об аккредитации;

5) выдача аттестата об аккредитации;

6) проведение инспекционного контроля аккредитованной организации.

Вопросы для третьего задания.

1. Сертификация услуг.

2. сертификация систем качества.

3. Системы сертификации.

4. Системы обязательной сертификации.

5. Системы добровольной сертификации.

6. Схемы сертификации продукции.

7. Схемы сертификации работ и услуг.

8. Органы по сертификации.

9. Аккредитация органов по сертификации.

10. Испытательные лаборатории.

11. Аккредитации испытательных лабораторий.

12. Правила проведения сертификации.

13. Качество продукции и защита потребителей.

14. Региональная сертификация.

15. Международная деятельность в области сертификации.

16. Организации по сертификации в зарубежных странах.

17. Законодательная база сертификации.

18. Цели и задачи сертификации.

19. Способы информирования о соответствии.

20. Сертификация персонала.

21. История развития сертификации в России и за рубежом.

22. Принципы проведения сертификации продукции.

23. Порядок проведения сертификации.

24. Деятельность ИСО в области сертификации.

25. Стандарты на объекты сертификации.

26. Аудит качества.

Рекомендуемая литература.

1. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Учеб. пособие. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Логос, 2005. – 560 с.: ил.

2. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии: Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999. – 711 с.

3. Дорожкин В.П., Сахапов Г.З. Математико-статистические методы контроля и управления технологическими процессами: Учебник для вузов –1998. – 304 с.: ил.

Требования к оформлению.

Работы оформляются в письменном виде в тетрадях. Контрольная работа состоит из трех заданий: решения задачи по метрологии и двух теоретических вопросов по стандартизации и сертификации. Вариант определяется по порядковому номеру в табеле. В конце работы необходимо указать список использованной литературы.

Титульный лист контрольной работы оформляется следующим образом.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Кафедра химической технологии органических веществ

Кафедра ХТОВ

Контрольная работа

по дисциплине _______________________________

Выполнил:

Проверил:

Нижнекамск 2013

---

Дата добавления: 2015-08-29